Inhoud
- TL; DR (te lang; niet gelezen)
- Waarom is Helium belangrijk voor de wereld?
- Waarvoor wordt Helium gebruikt?
- Waar wordt helium in het dagelijks leven gevonden?
- Is Helium een explosief gas?
- Wat zijn de gevolgen van het inhaleren van Helium?
Helium is een element dat bekend staat als een edelgas. Het is kleurloos en reukloos en het komt overal in het universum voor. Je kent misschien helium van heliumballonnen, die drijven. Het element helium heeft echter veel meer toepassingen dan feestballonnen. Het wordt ook gebruikt in auto-airbags, hightech-apparatuur, medische hulpmiddelen en vliegtuigen. Helium blijft een belangrijk onderdeel van het moderne leven, ook al kun je het niet direct zien.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Helium is het tweede meest voorkomende element in het universum. Hoewel je het niet kunt zien of ruiken, komt helium voor in veel alledaags gebruik, in technologie, medicijnen en zelfs in auto's.
Waarom is Helium belangrijk voor de wereld?
Om het belang van helium voor de wereld te begrijpen, helpt het om meer te leren over de eigenschappen van elementen. Bovendien is het cruciaal om meer te weten te komen over zijn geschiedenis en hoe zijn bevoorradingsproblemen een rol spelen in aspecten van het moderne leven.
Helium is een element dat bestaat in gasvorm. Het atoomsymbool is "Hij" en het atoomnummer is 2 op het periodiek systeem. Het smeltpunt van Helium is het laagste van alle elementen en het kookpunt is -452 graden Fahrenheit. Alleen helium kan vloeibaar blijven, zelfs als de temperatuur wordt verlaagd. Het zal alleen stollen bij extreme druk. Deze eigenschappen maken helium onmisbaar voor bepaalde nieuwere technologieën zoals supergeleidende materialen.
Het element helium staat op de tweede plaats na waterstof in zijn overvloed in het universum. Helium bestaat in elke ster en komt het meest voor in de heetste sterren. Het wordt geproduceerd uit kernfusiereacties in sterren. Helium werd namelijk eerst ontdekt tijdens het bestuderen van onze eigen ster, de zon. Helium heerst in de zon; het is een essentieel element en daarom belangrijk voor de wereld.
Helium werd pas op 18 augustus 1868 ontdekt. Een Franse astrofysicus genaamd Pierre Jules Cesar Janssen gebruikte een nieuw astronomisch apparaat, een spectroscoop genaamd, om lichtgolflengten te observeren. De spectroscoop gaf de spectra, of lichtgolflengten, weer als kleurbanden. Terwijl hij de verduisterde zon observeerde met een spectroscoop, vond Janssen een golflengte in het licht van de zon die nog niet overeenkwam met enig ander element dat nog op aarde werd gevonden, in de vorm van een felgele lijn. Janssen besefte dat hij een nieuw element had ontdekt. Een andere astronoom, de Engelsman Norman Lockyer, maakte deze observatie ook terwijl hij naar de zon keek. Beiden hadden het element helium waargenomen, dat Lockyer naar het Griekse woord voor de zon noemde. Uiteindelijk, in 1882, werd helium in feite ontdekt op aarde, in de lava van de Vesuvius, toen natuurkundige Luigi Palmieri de heldergele spectra vond terwijl hij de lava analyseerde. Later voerde William Ramsay experimenten uit die bewezen dat helium op aarde bestond; hij ontdekte dat wanneer element radium verviel, het helium produceerde. Per Teodor Cleve en Nils zou Abraham Langer in 1895 het atoomgewicht van helium bepalen.
Helium bestuderen helpt wetenschappers niet alleen de aarde beter te begrijpen, maar ook de andere planeten. In het zonnestelsel ontdekten wetenschappers helium in de atmosfeer van de gigantische gasplaneten Jupiter en Saturn. Op Saturnus valt een soort heliumregen, gemengd met vloeibare waterstof, in de atmosfeer in een extreme omgeving van temperatuur en druk. Wetenschappers denken dat deze helium "regen" tot de kern van de planeet valt. De ontketende potentiële zwaartekrachten energie is misschien wat Saturnus zo helder laat schijnen, een kenmerk dat wetenschappers al jaren in verwarring brengt.
Na verloop van tijd leerden wetenschappers meer over de eigenschappen van helium. De beschrijving van helium is dat het kleurloos en geurloos is en lichter dan lucht. Daarom drijven met helium gevulde ballonnen en helium is niet erg oplosbaar in water. De inerte eigenschappen van het element komen vaak voor in de beschrijving van helium. Historisch beschouwd als chemisch inert, neigt het niet te reageren met andere elementen. Helium wil zijn twee elektronen niet opgeven; het blijft stabiel met zijn elektronenschil. Hierdoor wordt helium gecategoriseerd als een van de edelgassen, samen met neon, argon, radon en andere edelgassen op het periodiek systeem.
Onlangs ontdekten wetenschappers dat helium niet helemaal inert is, zoals ooit werd gedacht.Bij het ontdekken van kristallen gemaakt van de elementen helium en natrium, ontdekten onderzoekers dat helium kan combineren met andere atomen zonder zijn elektronen te delen - met andere woorden, het combineert met andere atomen maar maakt tijdens het proces geen chemische bindingen. In plaats daarvan beschermt het positief geladen atomen van elkaar en gaat het de afstotende kracht tegen die hen normaal gesproken uit elkaar duwt. Onder extreme druk, zoals in de kern van de aarde, kunnen helium en waterstof samenpersen en stabiele verbindingen vormen. Wetenschappers ontdekken misschien meer fascinerende aspecten van het element helium, en of het nog steeds mogelijk is om het als echt inert te beschouwen, of dat het inderdaad stabiele verbindingen kan vormen in extreme omgevingen.
In de atmosfeer is helium slechts geconcentreerd in ongeveer 1 deel op 200.000. Het is niet praktisch, kosteneffectief of efficiënt om helium uit de lucht te extraheren, dus dat is niet hoe mensen helium verkrijgen. In plaats daarvan wordt helium geproduceerd uit aardgas. Onzuiverheden zoals water, sulfiden en kooldioxiden moeten eerst worden verwijderd en vervolgens wordt het resulterende ruwe helium, dat nog andere elementen zoals argon, neon, waterstof en stikstof bevat, bij hoge drukken gezuiverd. Deze ruwe olie wordt vervolgens superkoeld. Argon en stikstof worden vloeibaar gemaakt en uiteindelijk verdampt stikstof. Helium scheidt zich van neon, stikstof en waterstof. Extra filtering met actieve kool verwijdert andere gassen.
Helium is te vinden in sommige aardgasafzettingen over de hele wereld. Het zit echter niet in elke aardgasafzetting. In de Verenigde Staten wordt helium gewonnen uit putten in Kansas, Oklahoma en Texas. Alleen Texas herbergt het Federal Helium Reserve, de belangrijkste voorraad voor de VS. Deze voorraad neemt echter in de loop van de tijd af. Er bestaat ook een grote hoeveelheid helium in Tanzania. Er zijn nu slechts 14 planten in de wereld die helium verfijnen. Helium wordt ook aangetroffen in rottende radioactieve mineralen. Het is van nature gemaakt van kosmisch en röntgenbombardement van beryllium en lithium.
De krimpende aanvoer van helium is een groot probleem geworden. De afhankelijkheid van helium in de moderne technologie is toegenomen en het aanbod is hierdoor afgenomen. Wetenschappers werken aan een efficiëntere en duurzamere heliumproductie. Nieuwe methoden zoals recycling en het opnieuw vloeibaar maken van helium kunnen op kleine schaal werken, wat onderzoekers kan helpen. Dit kan helpen de kosten van helium te verlagen naarmate de voorraad daalt.
De ontdekking van helium heeft geleid tot veel grote innovaties. Uiteindelijk zou veel gebruik van helium ontstaan. In het moderne leven is het belang van helium enorm op het gebied van technologie, geneeskunde en onderzoek.
Waarvoor wordt Helium gebruikt?
Er zijn veel toepassingen van helium. Natuurlijk wordt het gebruikt om feestballonnen te vullen die kinderen en volwassenen over de hele wereld verrukken. Helium verving waterstof in luchtschepen, nadat bleek dat waterstof zeer reactief was. Helium wordt gebruikt voor medicijnen, wetenschappelijk onderzoek, booglassen, koeling, gas voor vliegtuigen, koelvloeistof voor kernreactoren, cryogeen onderzoek en het detecteren van gaslekken. Het wordt gebruikt voor zijn koelingseigenschappen omdat het kookpunt bijna absoluut nul is. Dit maakt het aantrekkelijk voor gebruik in supergeleiders. Helium wordt ook gebruikt voor het onder druk brengen van raketten en andere ruimtevaartuigen. Het wordt ook gebruikt als warmteoverdrachtsmiddel.
In de geneeskunde wordt soms helium gebruikt om patiënten met longproblemen zoals geblokkeerde luchtwegen, astma en COPD te helpen. Helium zorgt voor een betere gaspenetratie naar de distale longblaasjes in de longen, dus het wordt gebruikt voor longventilatie wanneer medisch noodzakelijk. Helium wordt ook gebruikt voor het testen van de longfunctie. Helium wordt ook gebruikt in sommige laparoscopische operaties in plaats van koolmonoxide. Helium wordt soms gebruikt als een label voor beeldvorming. Soms wordt helium gebruikt voor openhartchirurgie, gemengd met zuurstof en gebruikt als een nevel voor de longen. Helium wordt ook gebruikt om de supergeleidende magneten in MRI-scanners te koelen. Stralingsmonitors gebruiken ook helium.
Wist je dat helium belangrijk is voor duikers? Helium vervangt stikstof in duikgasmengsels, zodat duikers dieper onder water kunnen gaan zonder negatieve effecten op het centrale zenuwstelsel. Zonder dit mengsel kunnen duikers last hebben van drukeffecten met de aandoening die 'de bochten' wordt genoemd.
Er zijn talloze wetenschappelijke toepassingen van helium. De Large Hadron Collider gebruikt helium voor koeldoeleinden. Helium werd gebruikt om het Higgs-boson te ontdekken, een belangrijke doorbraak in de fysica. Het wordt gebruikt in nucleaire magnetische resonantiespectrometers. Supergeleiders kunnen alleen werken als ze worden omringd door de extreme kou van helium en helium is in de ruimtevaartindustrie gebruikt voor het koelen van satellietinstrumenten en brandstofkoeling voor ruimtevaartuigen. Meteorologen gebruiken met helium gevulde weerballonnen voor weerobservaties. Scannende elektronenmicroscopen gebruiken soms helium voor een betere beeldresolutie.
Helium speelt ook een belangrijke rol in de veiligheid van voertuigen. Het wordt gebruikt om airbags te vullen als een voertuig crasht.
Helium wordt opgeslagen en verzonden in vloeibare vorm en het is extreem koud. Het gebrek aan reactiviteit maakt het ideaal voor beschermende omgevingen. Raak helium nooit rechtstreeks aan. Het is zo ongelooflijk koud dat het gevaarlijke bevriezing kan veroorzaken.
Waar wordt helium in het dagelijks leven gevonden?
Je kunt helium vinden dat in het dagelijks leven in verschillende vormen wordt gebruikt. Het wordt gebruikt als hijsmiddel, in feestballonnen, in duikmengsels en in optische vezels. Lassers gebruiken helium voor lasbogen in de bouw. Artsen en chirurgen gebruiken helium om patiënten met long- en hartprocedures te helpen. Wanneer u een supermarkt bezoekt en uw boodschappen worden gescand, ziet u waarschijnlijk helium-neonlasers. Als je ooit een luchtballon boven je ziet zeilen, kun je er zeker van zijn dat deze omhoog wordt gehouden door helium. Kijk of je het gebruik van helium in het dagelijks leven kunt herkennen terwijl je je dag doorbrengt.
Is Helium een explosief gas?
Helium is geen explosief gas. Het is geclassificeerd als niet-brandbaar, wat betekent dat helium niet kan verbranden. Het is extreem koud in vloeibare vorm, zo koud dat het andere gassen bevriest. Als de container echter wordt blootgesteld aan hitte, kan de container zelf barsten. Vloeibaar helium kan gewelddadig koken wanneer het in water wordt geplaatst, en dit kan leiden tot grote druk in containers, waardoor het risico toeneemt dat de containers kunnen exploderen door de druk. Maar op zichzelf zal helium niet exploderen.
Wat zijn de gevolgen van het inhaleren van Helium?
Je hebt misschien het humoristische geluid gehoord van iemand die een beetje helium uit een ballon inademt. Het inademen van helium verandert de toonhoogte van de menselijke stem, waardoor deze veel hoger, pieperiger en cartoonachtiger wordt. Het probleem hiermee is dat wanneer je vanuit een ballon helium inademt, je geen lucht inademt. Menselijke lichamen moeten lucht inademen om goed te functioneren en om zuurstof te krijgen waar het nodig is in de hersenen en het lichaam. Zelfs het inademen van een kleine hoeveelheid helium kan duizeligheid veroorzaken. Maar het kan ook bewustzijnsverlies veroorzaken en verstikking veroorzaken. Voortdurende ademhaling van helium kan zelfs leiden tot de dood door anoxie, wat een verhongering van zuurstof uit het lichaam betekent.